機電一體化發(fā)展狀況及趨勢分析

孫函毅

摘要：隨著科技不斷地更新，機電一體化技術得到了廣泛的應用，機電一體化技術實現(xiàn)了計算機、機械、自動控制以及電子技術的有機結合，具有智能化、自動化特征，在數(shù)控機床、自動生產(chǎn)線以及工業(yè)機器人等方面都具有良好的應用價值。本文就機電一體化技術的應用情況進行簡要分析，進一步探討該技術的未來發(fā)展趨勢，以促進機電一體化技術水平的不斷提升，僅供相關人員參考。

關鍵詞：機電一體化；發(fā)展狀況；趨勢

機電一體化技術的出現(xiàn)，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。機電一體化技術實現(xiàn)了機械技術與電子技術的有機融合，在信息技術的推動下，驅(qū)動及信息處理技術、傳感技術、軟件技術等各項技術之間的密切配合，使得機電一體化技術趨向于智能化和現(xiàn)代化。

一、機電一體化概述

機電一體化技術目前經(jīng)歷了3個發(fā)展階段，在20世紀60年代以前為第一階段（初級階段）。在這一階段，人們?yōu)榱颂嵘龣C械產(chǎn)品生產(chǎn)力，將電子技術融入機械設備控制當中，以完善設備性能。在這個階段，技術研發(fā)還處于自發(fā)性狀態(tài)，電子技術與機械設備結合得還不夠深入。20世紀70年-80年底，機電一體化進入了快速發(fā)展階段。在這一時期，元論是控制技術、計算機技術，還是通信技術等，均有了空前的發(fā)展，為機體一體化提供了良好的技術支持，相關技術也得到快速普及，并受到了世界各國關注。進入20世紀90年代后，機電一體化已經(jīng)逐漸朝著智能化方向發(fā)展，此時機電一體化技術就已經(jīng)進入了深入發(fā)展期。微加工技術、光學技術、信息化技術逐漸融入機電一體化當中，同時機電一體化系統(tǒng)分析方法、集成方法機建模設計等愈來愈成熟，再加上神經(jīng)網(wǎng)絡技術等高新技術的支持，為機電一體化快速發(fā)展提供了充足的動力，也讓機電一體化技術有了更大的應用空間。與歐美、日本等國家相比，我國機電一體化起步較晚，從20世紀80年代才逐步涉及該領域。但國家對機電一體化發(fā)展十分重視，并制定了相關扶持政策。國內(nèi)很多大型企業(yè)、科研院校等在機電一體化領域做了大量工作，部分技術已經(jīng)接近國際領先水平，取得了令人矚目的成果。

二、機電一體化應用現(xiàn)狀

（一）數(shù)控機床

數(shù)控機床是機電一體化的典型技術產(chǎn)品。數(shù)控機床的精度及效率是傳統(tǒng)普通機床無法比擬的。在構造方面，借助多CPU技術，數(shù)控機床已經(jīng)實現(xiàn)了構造的總線式與緊湊型，同時還實現(xiàn)了模塊化。在功能方面，通過WOP技術實現(xiàn)了數(shù)控機床的智能化。以模塊化軟件設計、大容量存儲器、單片機作為支持，讓數(shù)控機床的精度及操控性有了大幅度提升。我國在數(shù)控機床領域與國際先進水平還存在一定差距。目前，我國中高端數(shù)控機床市場基本被進口產(chǎn)品所占領。特別是在高端市場，國內(nèi)產(chǎn)品市場占有率僅為4%上下，技術實力依然有待提升。

（二）計算機集成與制造系統(tǒng)中的應用

機電一體化技術在計算機集成與制造系統(tǒng)之中的應用，能夠突破以往部門及環(huán)節(jié)的限制，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)的有機結合，有效提高部門之間的信息傳遞速率和協(xié)調(diào)溝通質(zhì)量，提高資源優(yōu)化配置效率，促進計算機集成與制造系統(tǒng)動態(tài)的最優(yōu)化，為生產(chǎn)活動的高效開展提供可靠的技術支持。

（三）柔性制造系統(tǒng)中的應用

所謂柔性制造系統(tǒng)即FMS，主要由計算機、機器人、數(shù)控機床及自動化倉庫等組成，在實際生產(chǎn)活動中能夠結合系統(tǒng)裝配需求調(diào)整生產(chǎn)模式，即使遇到小批量生產(chǎn)單零件更換頻率大的生產(chǎn)需求，也能夠靈活應對，由此可知機電一體化技術在柔性制造系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。

三、機電一體化發(fā)展趨勢分析

（一）網(wǎng)絡化

網(wǎng)絡化是機電一體化技術重要的發(fā)展趨勢之一。如今計算機技術、網(wǎng)絡技術及信息技術已經(jīng)相當成熟。網(wǎng)絡信息化技術推動社會生產(chǎn)變革，也讓人們的生活發(fā)生了“翻天覆地”的變化。一方面，網(wǎng)絡信息化技術為機電一體化提供了可靠的技術支持。借助相關技術，能夠?qū)崿F(xiàn)各類遠程監(jiān)控、操控，各類遠程控制終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線及局域網(wǎng)技術的成熟，能夠讓各類設備以計算機為中心，形成計算機集成系統(tǒng)，讓整個生產(chǎn)系統(tǒng)變得更為完善，其功能也更為健全。另一方面，網(wǎng)絡環(huán)境為機電一體化產(chǎn)品營銷提供了良好途徑。只要產(chǎn)品功能優(yōu)秀、質(zhì)量可靠，借助網(wǎng)絡信息傳播，能夠讓人們迅速了解相關產(chǎn)品及特點，借助線上銷售進一步擴大營銷范圍。

（二）模塊化

機電一體化產(chǎn)品單元研發(fā)的復雜程度較高，其產(chǎn)品體系的研制過程中，標準動力接口、機械接口以及電氣接口等都是影響研制結果的重要因素，其開發(fā)的科學性和可靠性將直接關系到機電一體化產(chǎn)品單元的研制質(zhì)量。而機電一體化技術模塊化的實現(xiàn)，能夠為機電一體化產(chǎn)品單元的研制指明方向，保證電氣產(chǎn)品的標準化與模塊化，促使產(chǎn)品在市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢地位，對于推進整個工業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展都具有重要意義。以智能調(diào)速電機一體的動力單元研發(fā)為例，需要基于機電一體化技術實現(xiàn)圖像識別、圖像處理與視覺處理的有機結合，建立多元且統(tǒng)一的控制單元，并完善其應用功能，確保能夠在實際生產(chǎn)應用中，實現(xiàn)各種典型操作，提高機電一體化產(chǎn)品質(zhì)量，因此，模塊化是機電一體化技術發(fā)展的重要趨勢之一。

（三）微型化方向

現(xiàn)代信息技術不斷進步，為更加便捷高效的開展各項生產(chǎn)活動，各高新技術均呈現(xiàn)微型化發(fā)展，機電一體化技術在醫(yī)療以及軍事領域內(nèi)都具有良好的應用價值，若將機電一體化技術朝性能優(yōu)良且便于儲運的微型化方向發(fā)展，勢必會在社會生產(chǎn)生活中發(fā)揮更大的價值。

（四）環(huán)保化

工業(yè)的快速發(fā)展，提升了人們的生活質(zhì)量，但同時也產(chǎn)生了巨大的資源消耗，并導致了生態(tài)環(huán)境污染、破壞。在這種情況下，機電一體化設備綠色環(huán)保化也愈來愈受到重視。在設備設計過程中，通過融入綠色環(huán)保理念，保證設備使用時不會對周圍生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害。即便設備損壞或報廢后，相關模塊或零件也可回收使用，充當二次資源利用。

四、結語

總之，在現(xiàn)代科學技術的支持下，機電一體化技術實現(xiàn)了多項技術的有機融合，更具智能性和先進性，在社會各領域發(fā)展中具有良好的應用價值。

參考文獻：

[1]楊衛(wèi)平.關于機電一體化技術的應用及其發(fā)展趨勢的探討[J].電子技術與軟件工程，2015（12）：124.

[2]李鵬.機電一體化技術在機械工程上的應用及發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)新與應用，2016（8）：148.

[3]劉志勇，王鵬，鐘建偉.淺談機電一體化技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].山東工業(yè)技術，2017（11）：195.